JPS6027592B2 - ヒ−トモ−ド記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートモードの記録媒体および記録方法に関
する。

従来から高周波信号等例えばビデオ信号を記録媒体上に
記録する際、光学的に高密度の記録を行なう種々の方法
が知られている。

例えば支持体上に記録層を設け、該記録層にエネルギー
ビーム（レーザービーム、電子ビーム等）を照射し、そ
れにより発生する熱で凹部を形成し（これをヒートモー
ド記録という）これをそのまま記録盤として用いる方法
がある。

この方法は、記録速度も大であり、現像処理等が不要で
あるが、ビームにより形成される凹部（記録ビット）の
周辺部が不規則に盛り上がったり、あるいは凹部を形成
するべく蒸発あるいは融解除去された記録層の一部が飛
散して記録層表面に付着するという現象を伴っていた。
従って再生方法の種類にかかわらず得られた信号自体の
ＳＮ比が良くないこと、又再生方法として電気容量式、
圧電式等を用いた場合、再生素子に極めて大きな機械力
が働き、再生素子の寿命を著しく低下させるなどの欠点
を有していた。本発明は上記の欠点をすべて解決するこ
とを目的とし、ヒートモードエッチング記録とも言うべ
き新規で且つ優れたヒートモード記録媒体及び記録方法
を与えるものである。

上記の目的を達成する本発明とは、ヒートモードの情報
記録方法において、ヒートモード層およびエッチングさ
れる情報記録層を有する記録媒体上に、エネルギービー
ムを選択的に照射しエネルギービームにより発生する熱
でヒートモード層を選択除去する工程、ヒートモード層
をエッチングマスクとして情報記録層の露出部をエッチ
ング除去する工程および残留するヒートモード層を除去
する工程を有することを特徴とする記録方法である。又
その方法に好適な記録媒体として、エネルギービームに
よって発生する熱で選択除去され、且つ層全体が除去可
能なヒートモード層と、選択的に溶解除去可能な情報記
録層とを有する記録媒体を与えるものであり、更に又上
記の方法で得られた記録盤をマス夕として多数の複刻盤
を作成する記録方法を与えるものである。以下本発明の
記録媒体及び記録方法を詳細に説明する。

本発明において、記録媒体の基本構成は、ヒートモード
層、情報記録層および基板から成っている。但し、ヒー
トモード層とは、ビームにより蒸発あるいは融解等の熱
的作用により除去される層であり、情報記録層とは、ヒ
ートモード層をマスクとして選択的にエッチングされ、
最終的な情報記録が行なわれる層を表わす。基板として
は、ガラス、セラミック、有機高分子、金属板が挙げら
れ、又その性状としてはシート状、フィルム状あるいは
硬質板状のものが用途に応じて選択される。

またヒートモード層及び選択エッチングされる情報記録
層としては、カルコゲン又はカルコゲナィド、金属、有
機高分子、ガラス等のうちから、任意に組み合わせて用
いられる。本発明に用いるカルコゲン又はカルコゲナィ
ドとは、化学量論的な割合のものに限らず任意の比率で
ィオゥ族元素（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）を少なくとも一種主成
分として含む物質である。

本発明において有効な代表例は、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅなどの
単体、或いはＣｅ−Ｓ系、Ｇら−Ｓｅ系、Ｃｔ−Ｔｅ系
、Ａｓ−Ｓ系、Ａｓ−Ｓｅ系、Ａｓ−Ｔｅ系、Ｓ−Ｓｅ
系、Ｓｅ−Ｔｅ系、Ｔｅ−Ｓ系、Ｓｂ−Ｓ系、Ｓｂ−Ｓ
ｅ系、Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｂｉ−Ｓ系、Ｂｉ−Ｓｅ系、Ｂｉ
−Ｔｅ系等の二元カルコゲン、或いはＡｓ−Ｓ−Ｔｅ系
、Ａｓ−Ｓｅ−Ｔｅ系、Ｓｂ−Ａｓ−Ｓ系等の三元カル
コゲンである。具体的にいくつかのものを挙げると、Ｗ
Ｓ，Ｃも２Ｓ３，ＣモＳ２，Ａｓ２も，Ｓｂぶ３，Ｂｉ
交３，Ｂｊぶｅ３，Ｂｉ２Ｔｅ３等である。更に又、前
記カルコゲン又はカルコゲナィド物質の各種の混合系、
或いはＴそ（タリウム）、ハロゲン、Ｃｕ．Ａｇ，Ｃｄ
，Ｐｂ等、又はＮａ，Ｋ等のアルカリ金属、Ｃａ，Ｓｒ
等のアルカリ士類金属、Ｓｉ，Ｑ等周期律表第Ｗｂ族元
素、Ｅ山Ｓｍ等のランタン系希士類、Ｕ等のアクチニド
系希±頚等を単独で或いは各種組合せて添加せしめたカ
ルコゲン又はカルコゲナイドも用いられる。

なおこれらの物質の多くは、アルカリ性の溶液には溶け
るが、酸に対しては強い耐性を示す。本発明に用いる金
属としては、Ｃｒ，Ｎｊ，Ｆｅ，Ｃ〇，Ｃｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｚｎ，Ａ〆，Ｃｄ，Ｍ〇，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｐｔ，ｌｒ
，Ｂｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，ｌｎ等の金属およびこれらの金属
を含む合金である。又、半導体であるＱ，Ｓｉ等も用い
られる。有機高分子物質としては、例えばポリメタクリ
ル酸メチル、ボリィソブチルメタクリレート、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル
、スチレンアクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−塩
化ビニリデン英重合体、ポリビニルブチラール、酢酸セ
ルロース、ポＩＪカーポネート等の通常の有機高分子が
使用される。

又、本発明において用いられるエッチング液は、ヒート
モード層および情報記録層として用いた物質の性質に応
じて適宜選択される。具体的にいくつかのものを示すな
らば、酸、あるいは酸化性溶液として代表的には、硝酸
、硫酸（希硫酸、熱濃硫酸等も含む）、クロム酸混液（
Ｋ２Ｃｒ２０７−舷Ｓ０４）、王水、硝酸アンモニウム
溶液、硝酸第２鉄溶液等、アルカリ性溶液として、Ｌｉ
，ＮｂおよびＫ等のアルカリ金属、或いはＢａ，Ｃａ等
のアルカリ士類の水酸化物の水溶液若しくはアルコール
溶液等、および通常の有機溶剤である。エッチングの方
法としては、上記の如くの液を格としてエッチングする
方法が最も一般的であるが、上記の液を噴霧する方法等
の各種湿式処理が用いられる。

以下図面に従って本発明の構成、あるいは記録方法を述
べる。

第１図は、本発明の基本的構成を示す。

即ち適当な基板１上に、エッチングされる情報記録層２
を、積層する物質によって、蒸着、スパッタリング、或
いは特に有機高分子層の場合には塗布、紫外線、電子ビ
ーム重合法等を用いるなどして公知の方法により形成し
、更にその上にヒートモ−ド層３を同様の方法で形成す
る。第２図ａ，ｂおよびｃは、ヒートモード層として前
記の一連の物質から選択されたカルコゲン又はカルコゲ
ナィド層を、情報記録層として金属層を用いた例を示す
。

但しこれらの図において、１，２および３の番号は第１
図と同様に、それぞれ基板、情報記録層およびヒートモ
ード層を示す。第２図ａにおいて示す如く、情報に応じ
たエネルギービーム６を照射しその熱により上部のカル
コゲン又はカルコゲナィド層３の一部に凹部（記録ビッ
ト）を形成する。

このときヒートモード層上に、カルコゲン又はカルコゲ
ナィドの飛散物４あるいは除去される部分の周辺の盛り
上がり部５を生じ、このままでは良好な記録盤にはなり
得ない。次いで第２図ｂの如くカルコゲン層３を溶解せ
ず、且つ金属層２のみを溶解するエッチング液（例えば
通常の酸、あるいは酸化性溶液が用いられる）によって
、ビーム照射部の金属層を選択エッチングする。この時
残ったカルコゲン又はカルコゲナィド層３は、エッチン
グマスクとして作用し、金属層に凹部７（記録ビット）
を形成する。そして第２図ｃに示す如く、残ったカルコ
ゲン層３、飛散物４および盛り上がり部５等をアルカリ
性エッチング液によってすべて溶解除去すると、従釆の
方法では得られない表面状態の良好な記録が行なえる。
凹部７の側壁が、極めて理想的にエッチングされ、解像
度の点において優れた記録媒体を与える。一般には、ヒ
ートモード層あるいは情報記録層の厚さは、ビームのエ
ネルギーの大きさ、ビームの直径、層を形成する物質の
反射流、熱伝導率、比熱等に依存するので一義的に定め
ることは困難ではあるが、ヒートモード層に対してはエ
ネルギービームによって除去されやすいこと、エネルギ
ービームに対応した部分以外の融解、蒸発等の熱的変化
が起こらないこと、或いは情報記録層および基板がビー
ムにより著しい変化を受けないこと等を考慮すると、お
おむね０．０３〜０．５仏の範囲、特に好ましくは０．
０５〜０．３山の範囲とするのが良い。

一方情報記録層の厚みは、ビームによって層のすべてが
除去されないこと或いはエッチング性を良くすること、
再性時のＳ／Ｎ比を大きくとること等の条件から０．１
〜１ムの範囲、特に好ましくは０．２〜０．４の範囲で
あるが、ヒートモード層に比べ厚みに対し厳密な条件が
与えられることはない。たとえば厚い場合には層の途中
までエッチングを行なえば良いのである。なお、エッチ
ングによる情報記録が終わった後、残ったヒートモード
層のすべてを除去する方法として、上記の例ではエッチ
ング液で溶解除去する方法を述べたが、別な方法として
、記録部分に変化を起こさない様に蒸発あるいは溶融除
去する方法等によってもよい。

更にこの変化例として、情報記録層と基板との機能を兼
ねた充分研摩された金属坂上に、カルコゲン又はカルコ
ゲナイド層をヒートモード層として形成してもよい。

この場合にはヒートモード記録の後、金属板をある一定
の深さまでエッチングすれば上記と同様に記録が行なわ
れる。次に、ヒートモード層が金属層で、情報記録層が
有機高分子層である記録媒体の例を述べる。

基板上に前述の高分子から選択された耐酸性の有機高分
子を薄膜状に形成し、更にその上に金属層を上記の例と
同様に形成する。まずエネルギービームにより金属層の
一部を蒸発あるいは融解除去し、次いで残った金属層を
マスクとして有機溶剤によって有機高分子層を選択エッ
チングする。次いで酸あるいは酸化性溶液によって残っ
た金属層、飛散物及び盛り上がり部をすべて溶解除去す
ると上記の例と同様に優れた記録盤となる。なお、ヒー
トモード層を有機高分子層とし、情報記録層を金属層と
した例について簡単に説明すると、ヒートモード層をビ
ームで除去し、次いで酸あるいは酸化性溶液により金属
層を選択エッチングし、次いで有機溶剤により残った有
機高分子層をすべて除去する。ただし、ここで用いられ
た有機高分子層は耐酸性のもので構成されている。なお
この例においても情報記録層と基板との機館を兼ねた金
属板を用いてよい。更に別の１例として、ヒートモード
層をカルコゲン又はカルコゲナィド層９とし、情報記録
層および基板を兼ねた通常のガラス板８を用いた例を第
３図ａに示す。

この時ビーム６の照射により、第２図ａと同様に飛散物
１０あるいは周辺の盛り上がり部１１を生じる。次に第
３図ｂの如く、カルコゲン又はカルコゲナイド層９をマ
スクとして、フッ化水素酸によってガラス板８の一部を
選択エッチングし凹部（記録ビット）１２を形成する。
その後残留したカルコゲン又はカルコゲナィド層９、飛
散物１０および盛り上がり部１１等をアルカリエッチン
グすれば、第３図ｃの様に記録が行なわれる。この例は
層構成も極めて単純であり、解像度が良好で且つ処理の
工程も簡略化されたすぐれた記録方法である。なおヒー
トモード層をカルコゲン又はカルコゲナィド層とし、情
報記録層を有機高分子層とした記録方法については、上
記の例と同様であるので省略する。

本発明の記録方法及び記録媒体は、種々の情報記録媒体
として優れており、例えば、マイクロ画像、超マイクロ
画像、ＣＯＭ、マイクロフアクシミル、ビデオ信号記録
等に中広く応用される。

中でもビデオ信号記録用のシートあるいはディスクに対
しての応用は非常に好ましい。即ち、本発明をビデオ信
号用の記録媒体に用いた場合には、リアルタイムで、高
解像の記録が可能であり且つ構成が単純で処理も簡便で
ある。又、情報が記録された状態として記録盤表面が極
めて平滑で、記録ビットの形状も良好となる為、再生信
号のＳＮ比が向上し、又再生素子を痛めることがないの
で寿命も必然的に長くなるという利点を有している。更
に又、本発明の記録媒体は記録後に多数の穣刻盤を得る
為のマスターとして用いた場合、上記の理由から極めて
好ましい。

本発明における種々の構成のうち、ヒートモード層が除
去されやすいこと、情報記録層あるいは基板が著しくビ
ームにより変化を受けないこと等を考慮した場合、ヒー
トモード層−情報記録層の組み合わせが、カルコゲン又
はカルコゲナィド層−金属層（又は金属板）、有機高分
子層−金属層（又は金属板）、カルコゲン又はカルコゲ
ナィド層ーガラス板のタイプのものが好ましく、又「特
にカルコゲン又はカルコゲナィド層−金属層（又は金属
板）、カルコゲン又はカルコゲナィド層ーガラス板のタ
イプのものが好ましい。本発明の記録方法の為の記録媒
体としては上記の例の種々の態様が好ましく用いられる
。

例えば、情報記録層又は基板が熱変形を受けやすい有機
高分子層で構成されている場合、ビームによって不要に
変形することを防ぐ為にヒートモード層と情報記録層と
の間に反射層（一般には反射率の大きな金属層）を設け
たもの、或いはヒートモード層上に反射防止層を設けて
エネルギー効率を上げたもの等であってもよい。以上実
施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例 １ ａ 厚さ約１地道蓬約３０奴のガラス円板上にＣｒを厚
さ約０．３ムで真空蒸着した。

蒸着条件は、タングステンボード、真空度８×１０‐６
ｔｏｍ、義春源温度約１２００℃であった。次いでこの
Ｃｒ層上にＷ２Ｓ３を厚み約０．３ムで真空黍着した。
蒸着条件は、タングステンボード、真空度１×１０‐父
ｏｒｒ、蒸発源温度約７００℃であった。

以上の様にして記録媒体を得た。又、記録に用いた袋贋
は、第４図に図示した基本構成であった。

即ち出力約ＩＷのアルゴンイオンレーザー１３ビデオ信
号１４によって駆動される光変調器１５、反射鏡１６、
集光用の１０の音顕微鏡対物レンズ１７等からなる光学
系と、この光学系から射出される光ビーム１８の光軸に
対し垂直な平面内で回転するターンテーブル１９及びそ
の駆動用モーター２０、更にターンテーブルの回転に対
応して反射鏡１６及び集光レンズ１７を一体的に水平方
向に移動する構成を含む駆動系から成っている。この装
置に対して前記記録媒体２１をその表面が集光ビーム（
スポットサイズは走査方向の中約１山、それに対して直
角な方向の長さ約３ムの長方形に近い形状をしている。
）の焦点に一致するように取り付けた。ターンテーブル
を毎分１８０の回転とし、まずヒートモード層（Ｑ２Ｓ
３層）に記録を行なった。次に情報記録層のＣｒ届を希
硫酸によりビットがガラス面に達するまでエッチングし
た。更に、上部の技２Ｓ３をＮａＯＨ・エタノール飽和
溶液で、６秒間溶解除去した。以上の如くして記録が行
なわれた記録媒体を５００ぴ音の走査型電子顕微鏡によ
り観察したところ、記録盤の表面には、全く飛散物ある
いは盛り上がりが見られず、又記録ビットの形状も極め
て良好であった。

更に下記の如くカルコゲン又はカルコゲナィドおよび金
属を変えてヒートモード層及び情報記録層として記録を
行ない、エッチング処理を行なった。

なお表には各物質をエッチングあるいは溶解除去する為
に用いた液と共に示してあり、又これらの物質を層形成
する場合には、いずれも上記のａ）と類似の黍着条件で
行なった。これらの記録媒体はいずれもａ）の例と同様
に良好な結果を与えた。

実施例 ２ 充分に平面研磨された厚さ数側直径３０肌のＡ〆円板上
に実施例１と同様の条件で真空黍着によりＷＳ層（厚さ
約０．２〃）を形成し記録媒体とした。

次いで実施例１で用いた記録装置によりヒートモード層
に記録を行ない塩酸によりＡそ板を選択エッチング（深
さ約０．２ｒ）した後希Ｎａ２Ｃ０３溶液を用いて戊Ｓ
を短時間溶解除去し記録盤を得た。記録盤の表面は、わ
ずかに変化していたが、表面および記録ビットの状態は
かなり良好であり、実用上充分な解像度を有していた。
実施例 ３ ポリメタクリル酸メチルをバーコード又はディッピング
コート法により厚さ約１の、直径３０肌のガラス基板上
に約１山の均一な層に形成し、その上にＴｅを厚さ０．
１叫こ真空蒸着して記録媒体とした。

実施例１と同じ装置を用い、又レーザービームの出力を
約５００ｈＷとして直径１〆程度のヒートモードを行な
った。

更にメチルエチルケトンによって残ったＴｅ層をマスク
としてポリメタクリル酸メチルを選択エッチング（深さ
約０．３山）した後濃ＮａＯＨ液によりＴｅ層を溶解除
去した。最終的に得られた記録盤の表面は極めて平滑で
あり、又記録ビットの状態も良好で１０００本／肋以上
の充分な解像度を有していた。更に上記の例においてポ
リメタクリル酸メチルの代わりにポリエチレンを用いて
同様の構成とした。

即ち、同一のベルジャー内において、ポリエチレン層を
約０．３ムの厚みで真空蒸着（条件：ボート温度約２８
０〜２９０℃、真空度１×１０‐４ｔｏｍ）により極め
て徐々に形成し、続いてＴｅの代わりにＳｅ別Ｔｅ５。
層を厚み約０．０７ムで真空葵着して記録媒体とした。
実施例１と同じ記録装置で、ヒートモード記録装置で、
ヒートモード記録を行なった。ポリエチレンのエッチン
グ液にベンゼンの温浴を用いたほかは上記と同様にして
処理を行なった。得られた記録盤の状態は上記の例と同
機であった。実施例 ４ 実施例３と同様にしてガラス板上にポリメタクリル酸メ
チルの層をコーティングし、更にその上にＢｉを真空葵
着により（条件；ボート温度７９０℃、真空度３〜４×
１０‐予ｏｒｒ）厚さ約０．１ムで形成して記録媒体と
した。

実施例３と同様の方法及び条件でＢｉ層にヒートモード
記録を行ない、メチルエチルケトンによってポリメタク
リル酸メチルをエッチングした後希ＨＮ０３によって残
ったＢｉ層をすべて溶解除去し、記録盤とした。記録盤
の表面及び記録トラックの状態は良好であった。実施例
５実施例１の基板と同様の基板上にＣｒ層を厚み約０
．３山で真空蒸着した。

更にその上にポリエチレンを約０．１ムの厚みで真空蒸
着した。これらの蒸着条件は、実施例１および３とほぼ
同様であった。この記録媒体に、実施例１に用いた装置
によりヒートモード記録を行なった。

なおレーザービームの出力は約５００Ｗであった。次に
、残ったポリエチレン層をマスクとして濃塩酸を用いて
短時間Ｃｒ層のエッチングを行ない、その後残ったポリ
エチレン層をベンゼンの温浴により溶解除去した。

この様にして得られた記録盤の表面およびトラックの状
態は実施例１，２および３と同様に極めて理想的な結果
を得た。実施例 ６実施例２において用いたＡそ円板上
にポリエチレン層を実施例３と同様の条件で真空蒸着法
で厚さ約０．３″に形成した記録媒体とした。

実施例１と同様の記録装置によりレーザービーム出力約
２Ｗとして直径約１ムのヒートモード記録を行なった。
次いで希ＮａＯＨ溶液を用いてＡそのエッチングを行な
い（深さ約０．３仏）、最後にベンゼンの温浴によりポ
リエチレン層をすべて溶解除去して記録盤を得た。実施
例５と同様に、記録の状態は良好であった。実施例 ７ 充分に平面研磨された厚さ１の、直径３０弧の円板状ガ
ラス基板上に、真空蒸着により戊２Ｓ３層を厚さ約０．
３〃で形成媒体とした。

次に実施例１で用いた装置によってヒートモード記録を
行なった。その後１０％フッ化水素酸により約５秒間ガ
ラス板をエッチングし（深さ約０．３仏）、次いでアル
カリエッチングによって金夕３層をすべて溶解除去した
。記録ビット、記録媒体表面の状態はきわめて良好であ
った。又、ヒートモード層としてＱＳ，Ｂｉ２Ｓ３，Ａ
ｓ２Ｓ３を選んでそれぞれ記録をおこなったところ、同
様に良好な記録が行なえた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録媒体の基本的構成を示す断面図、
第２図および第３図は本発明の記録方法の一態様を示す
断面図、第４図は記録に用いた装贋を示す説明図である
。 図面において、１は基板、２はエッチングをされる情報
記録層、３はヒートモード層、４はヒートモード層の飛
散物、５は除去部の周辺の盛り上がり部、６はしーザー
ピーム、７は情報の記録ビット、８はガラス板、９はヒ
ートモード層、１０はヒートモードによる飛散物、１１
は除去部の周辺の盛り上がり都、１２は記録ビット、１
３はアルゴンイオンレーザー、１４はビデオ信号、１５
は光変調器、１６は反射鏡、１７は集光レンズ、１８は
ビーム、１９は夕」ンテーフル、２０は駆動用モーター
、２１は記録媒体を各々示す。 ｒわ「 稀ノ図 第３図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヒートモード層およびエツチングされる記録層を有
   する記録媒体上に、エネルギービームを選択的に照射し
   エネルギービームにより発生する熱でヒートモード層を
   選択除去する工程、ヒートモード層をエツチングマスク
   として記録層の露出部をエツチング除去する工程、およ
   び残留するヒートモード層を除去する工程を有するヒー
   トモード記録方法。